- •1. Введение
- •2. Обзор литературы.
- •2.1 Подготовка поверхности изделий перед нанесением покрытий
- •2.1.1 Механическая подготовка.
- •2.1.2. Обезжиривание.
- •2.1.3. Предтравление.
- •2.1.4. Травление.
- •2.1.5 Обезвреживание.
- •2.1.6 Активирование.
- •2.2 Химическое никелирование
- •2.2.1Область применения и условия образования Ni – p–покрытий.
- •2.2.2.Структура и физико-химические свойства Ni — р-покрытий
- •2.2.3 Технологические процессы осаждения Ni— р-покрытий
- •2.2.4 Химическое никелирование металлов
- •2.2.5 Химическое никелирование неметаллических материалов (пластмасс и неорганических диэлектриков)
- •2.3 Химическое кобальтирование
- •2.3.1 Краткие сведения о структуре и свойствах Со—р-покрытий
- •2.3.2 Условия образования, структура и свойства Со—в-покрытий
- •2.4 Осаждение никель-фосфорных и кобальт-фосфорных покрытий, легированных другими металлами
- •2.4.2.Покрытия Ni—Сu—р, Ni—Fe—р, Ni—Re—р, Ni—Со—Re—р, Ni—w—р, Со—w—р и Ni—Со—w—р
- •2.4.3 Покрытия Со—Zn—р, Со—Fe—р, Со—Re—р, Со—Сu—р, Со—Мо—р, Со—Мn—р
- •2.5 Химическое меднение
- •2.5.1 Свойства покрытия и условия образования
- •2.5.2 Составы растворов химического меднения
- •2.6Химическое осаждение драгоценных металлов
- •2.6.1 Химическое серебрение
- •2.6.2 Химическое золочение
- •2.6.3 Химическое палладирование и платинирование
- •2.7 Оборудование для процессов химического осаждения металлических покрытий
- •3. Выводы
2.2.3 Технологические процессы осаждения Ni— р-покрытий
При нанесении покрытий химическим способом предъявляют повышенные требования к подготовке поверхности покрываемых деталей. Поверхность деталей перед химическим нанесением покрытия подготавливают теми же способами, что и при нанесении гальванических покрытий. Детали обезжиривают в органических растворителях и щелочных растворах; травление осуществляют в кислотах в присутствии ингибиторов коррозии так же, как и активирование. Составы растворов для химического никелирования приведены в ГОСТ 9 047—75. Однако в производственных условиях применяют более широкий ассортимент составов [31, 38, 39].
Основные показатели эффективности растворов — скорость образования покрытий при той или иной плотности загрузки; масса покрытия, полученного из 1 л раствора (т. е. выход металла), стабильность, зависимость этих величин от различных факторов (кислотности, температуры и т. д.).
Кислые растворы (рН 4,0—6,5) применяют при нанесении покрытий на детали из черных и некоторых цветных металлов (медь, латунь и др. ), особенно когда их рабочие поверхности должны иметь высокие твердость, износостойкость и коррозионно-защитные свойства.
С течением времени скорость никелирования в некорректируемых кислых растворах постепенно уменьшается и через 6 ч работы процесс образования покрытий почти прекращается. При этом кислотность растворов возрастает, они мутнеют, на дно ванны выпадает нерастворимый осадок. Перегрев растворов и изменение оптимальной концентрации компонентов приводят к саморазряду и образованию никеля в объеме ванны. Практически установлено, что растворы с янтарнокислым натрием позволяют получать за то же время более толстый слой покрытия чем растворы с уксусно- или лимоннокислым натрием. Кроме того, чем больше плотность загрузки ванны, тем меньше скорость осаждения покрытия за равный промежуток времени.
Необходимо иметь в виду, что поддержание в ходе реакции оптимальной величины рН, например, гидроксилом натрия, мало повышает скорость осаждения химического никеля, что объясняется нарушением оптимальной концентрации его основных компонентов, а также накоплением в растворе побочных продуктов реакции.
Периодическое корректирование кислых растворов гипофосфитом способствует увеличению выхода никеля на 6—12 %. Одновременное корректирование кислых растворов солями никеля и гипофосфитом не дает существенного повышения выхода никеля по сравнению с корректированием одним гипофосфитом.
Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом
Рис. 7 Зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в кислом растворе. 1 – с 15 мг/л сульфида свинца и корректированием; 2 – то же, без корректирования; 3 – с 15 мг/л аллилчепа и корректированием; 4 – то же, без корректирования.
На рис. 6 показана зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в кислом некорректируемом и корректируемом растворах с сульфидом свинца в качестве стабилизатора. Для этих целей применяют раствор следующего состава (г/л), хлористый никель 21, гипофосфит натрия 24, уксуснокислый натрий 10, рН 5,2, температура 97—98 °С, плотность загрузки 1 дм2/л. В обоих случаях начальная скорость никелирования в свежеприготовленных растворах составляет около 60 мкм/ч, однако некорректируемый раствор уже после 1 ч работы почти полностью выработался и осаждение никеля в нем прекратилось. В корректируемом растворе, когда концентрация компонентов и рН поддерживались на оптимальном уровне, такая скорость никелирования сохраняется длительное время. При использовании в том же растворе в качестве стабилизатора 15 м/л аллилчепа (вместо сульфида свинца) скорость никелирования снижается на 20—22 % по сравнению с первым случаем, однако и тогда при помощи корректирования можно использовать раствор длительное время. Применение в кислых растворах указанных стабилизаторов позволяет вести процесс при максимальной температуре и на наибольшей скорости. При этом возможно многоразовое корректирование растворов, что является чрезвычайно важным фактором в производственной практике так же, как возрастание выхода металла из кислых растворов до 50 % [31, 33, 34].
На рис. 7 показана зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в растворе с малеиновым ангидридом и без него. Из рисунка видно, что в растворе следующего состава (г/л), сернокислый никель 21, гипофосфит натрия 24, уксуснокислый натрий 10, рН 5.0—5,2 и температура 82—84 °С. при плотности загрузки 1 дм2/л, содержащем 1.5—2 г/л малеинового ангидрида, скорость покрытия на четвертом часу работы ванны почти в четыре раза выше, чем без этого стабилизатора.
Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом.
Рис. 8. Зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в водном растворе. 1 – с малеиновым ангидридом (1,5-2,0 г/л), 2 – без малеинового ангидрида.